単極 DC サーキットブレーカー。 太陽光発電所のサーキットブレーカー
- 0.4kV
- スイッチ
- ヒューズ
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4-13． 最大 24 V の定格電圧用の DC ネットワーク プロテクター
最大 24 V の電圧の低電力直流電源によって電力供給される回路の過電流から保護するために、定格直流電流 2 ～ 50 A の単極サーキット ブレーカーが使用されます (図 4-40)。 これらは同じサイズで製造されており、制限電流 (定格電流と定格電流の 120 ～ 130% の間) を超えるすべての電流に対して、電流に反比例する時間遅延があります。
米。 4-40。 50A、24V用のDCサーキットブレーカー。
定格電流の 200% に等しい電流では、さまざまなバージョンの時間遅延は、低温状態から加熱する場合は 25 ～ 80 秒の範囲で、定格電流で暖機した後は少なくとも 5 秒かかります。 遮断容量は 10.00 A で、定格電流は最大 10 A、より高い定格電流のバージョンでは 1,500 A まで解放されます。 10,000回の始動保証寿命。
この設計の特徴は、自由解放がないことです。これにより、過電流が存在しても機械を閉じた状態に保つことができるため、場合によっては推奨されます。
ハンドルが「オン」位置にあるとき、可動接点 1 は常にピン 8 を使用して固定接点 2 に押し付けられ、ピン 8 はバネ 9 の作用を受けます。この場合、ブロック 3 がバネ 4 を圧縮します。歯 5 がサーモビメタル プレート 7 の歯 6 の後ろに飛び出ているという事実により、ハンドルは保持されます。過負荷がかかると、サーモビメタル プレートが曲がり、歯 5 と 6 が外れます。ハンドルがオンの位置に保持されていない場合、スプリング 4 の影響でハンドルがオフ位置に移動し、ハンドルの内側にあるピン 8 が接点を開くため、シャットダウンが発生します。
4-14． 半速動自動機 AB-45-1/6000
電圧 750 V、電流 6,000 A DC 用の自動 AB-45-1/6000 - 単極、電磁駆動、オープン リリースおよび 6,000 ～ 12,000 A の調整可能な設定による最大瞬時リリースを備えています。 これは、主に冶金用の高出力 DC 設備を保護するために開発されました。 マシンの基本的な運動図はユニバーサル マシンのそれとほぼ同じです。 ただし、それ自体の応答時間は短縮され、そのために誘導シャントによる最大解放が使用されます (図 4-41)。
米。 4-41． 6,000 I、750 V DC 用の自動サーキットブレーカー AB-45-1/6000 の誘導シャントを使用した場合の最大リリース。
磁気回路の窓１を通過する電流によって生成される磁束の一部はシャント２を通過し、アーマチュア３がオンになるのを阻止する。 電流増加率が高い場合、銅製スリーブ 4 の影響により保持シャントを通る流れがゆっくりと増加し、これによりリリースアーマチュアの吸引力が加速されます。
テスト中 (L. 4-9]、電流の膨大な増加率 (25-10 + 6 a/秒) にもかかわらず、固有の応答時間は 10 ～ 15 ミリ秒で、電流は機械によって制限されず、200 ミリ秒に達しました。 kA、機械は電気力学的な力によって破壊されました 同様の条件下で、VAB-2 機械は電流を 42 kA に制限しました AV-45-1/6000 の遮断容量は、500 V の電圧で最大 90 kA までテストされました。マシンはそのような電流を20〜35ミリ秒の独自時間でオフにし、 フルタイム約40ミリ秒前進
DC サーキットブレーカーは、負荷がかかっている回路を切断するために使用されます。 変電所では、過負荷および過電流時に 600 V の供給ラインを切断するためにスイッチが使用されます。 短絡逆点火またはバルブの故障（つまり、ユニットの並列運転中の内部短絡）が発生した場合に、整流器ユニットの逆電流をオフにします。
自動スイッチによる電気アークの消弧は、アーク消弧ホーンによって空中で行われます。 磁気ブラストを使用するか、狭いスロットのあるチャンバー内でアークを延長できます。
回路の切断と電気アークの形成のすべての場合において、アークの自然な上向きの動きは、アークによって加熱された空気の動き、つまり熱風とともに発生します。
主に使用される 高速サーキットブレーカー。
米。 1. 短絡電流がオフになったときの電流と電圧のオシログラム: a - 低速スイッチを使用した場合、b - 高速スイッチを使用した場合
サーキットブレーカーが短絡電流または過負荷をオフにするまでの合計時間 T は、次の 3 つの主要な部分で構成されます (図 1)。
T = t 0 + t 1 + t 2
ここで、t0は、切断された回路内の電流が設定電流値、つまり回路ブレーカーの切断装置がトリガーされる値まで上昇する時間です。 t1 はスイッチ自体のシャットダウン時間、つまり、現在の設定に達した瞬間からスイッチの接点が発散し始めるまでの時間です。 t2 - アーク燃焼時間。
回路内の電流の立ち上がり時間 t0 は、回路のパラメータとスイッチ設定によって異なります。
固有シャットダウン時間 t1 はスイッチのタイプによって異なります。非高速スイッチの場合、固有シャットダウン時間は 0.1 ～ 0.2 秒の範囲で、高速スイッチの場合は 0.0015 ～ 0.005 秒です。
アーク燃焼時間 t2 は、スイッチ電流の大きさと回路遮断器の消弧装置の特性によって異なります。
低速スイッチの合計シャットダウン時間は 0.15 ～ 0.3 秒以内、高速スイッチの場合は 0.01 ～ 0.03 秒です。
高速スイッチは本質的なシャットダウン時間が短いため、保護された回路の短絡電流の最大値を制限します。
変電所では、高速 DC サーキットブレーカー (VAB-2、AB-2/4、VAT-43、VAB-20、VAB-20M、VAB-28、VAB-36 など) が使用されます。
スイッチ VAB-2分極されています。つまり、スイッチの設定に応じて、一方向の電流のみに応答します。順方向または逆方向です。
図では、 図 2 に DC スイッチの電磁機構を示します。
米。 2. VAB-2 スイッチの電磁機構: a - スイッチのセクション、b - VAB-2 スイッチの接点の磨耗限界、(A - 固定接点の最小厚さは 6 mm、B -可動接点の最小厚さは 16 mm)。 1 - 保持コイル、2 - 磁気回路、3 - スイッチング コイル、4 - 磁気アーマチュア、5 - 上部鋼ビーム、6 - アーマチュア、7 - メイン コイル、8 - 校正コイル、9 - U 字型磁気回路、10 -通電コイル出力、11 - 調整ネジ、12 - シャントプレート、13 - フレキシブル接続、14 - ストップ、15 - アーマチュアレバー、16 - アーマチュアレバーの軸、17 - 固定接点、18 - 可動接点、19 -コンタクトレバー、20 - 軸コンタクトレバー、21 - ローラー付き軸、22 - ロッキングレバー、23 - トリップスプリング、24 - ロッド、25 - 調整ネジ、26 - ブラケット、27 - 保持コイルコア
アンカーレバー１５（図２、ａ）は、上部スチールビーム５を通過する軸１６の周りに回転する。２つのシルミンチークからなるレバー１５の下部には、スチールアンカー６がクランプされており、上部には軸２０を備えたスペーサスリーブがあり、その周りを一組のジュラルミン板からなる接触レバー１９が回転する。
接点レバーの上部には可動接点18があり、底部にはフレキシブル接続13を備えた銅製のシューがあり、これを利用して可動接点が主電流コイル7に接続され、それを介して端子に接続されます。 10. ストップ 14 はコンタクトレバーの両側の底部に取り付けられており、 右側ローラ２１を備えた鋼製の軸があり、その一方の側には２つのトリップばね２３が取り付けられ、もう一方の側では、鋼製の梁５に固定的に取り付けられたブラケット２６内の調整ねじ２５によってトリッピングばねが固定されている。
切断位置では、レバーシステム（アーマチュアレバーおよび接触レバー）は、アーマチュア６がＵ字型磁気回路の左側のロッドで停止するまで、切断ばね２３によって軸１６の周りに回転される。
スイッチのスイッチング 3 コイルとホールド 1 コイルは、それぞれの DC ニーズから電力を受け取ります。
スイッチをオンにするには、まず保持コイル 1 の回路を閉じ、次に回転コイル 3 の回路を閉じる必要があります。両方のコイルの電流の方向は、それらによって生成される磁束が右方向に加算されるようにする必要があります。磁気回路コア９のロッドであり、ターンコイルのコアとなる。 その場合、アーマチュア 6 はスイッチング コイルのコアに引き寄せられ、つまり「オン」位置になります。 この場合、軸２０はコンタクトレバー１９とともに左に回転し、トリップスプリング２３が伸びてコンタクトレバー１９を軸２０の周りに回転させようとする。
スイッチがオフのとき、磁気電機子 4 は回転コイルコアの端にあり、スイッチがオンのときは回転コイルと保持コイルの全磁束によってコアの端に引き付けられたままになります。 磁気アーマチュア４はロッド２４を介してロックレバー２２に接続されており、可動接点が固定接点に接触して停止するまで接点レバーが回転するのを防止する。 したがって、主接点間には隙間が残るが、これはロッド２４の長さを変えることによって調整でき、１．５〜４ｍｍに等しくなければならない。
スイッチング コイルから電圧を取り除くと、アーマチュア 4 を吸引位置に保持する電磁力が減少し、ロック レバー 22 とロッド 24 を使用してスプリング 23 がアーマチュアをスイッチング コイル コアの端から引き剥がします。メイン接点が閉じるまで接点レバーを回転させます。 したがって、メイン接点はスイッチング コイル回路が開いた後にのみ閉じます。
このようにして、VAB-2 スイッチの無償解放の原則が実装されます。 磁気アーマチュア４（フリートリップアーマチュアとも呼ばれる）とスイッチのオン位置におけるスイッチングコイルのコアの端との間のギャップは、１．５〜４ｍｍ以内でなければならない。
制御回路は、スイッチング コイルに短期間の電流パルスを供給します。その持続時間は、アーマチュアを「オン」位置に移動するのに十分な時間だけで十分です。 その後、スイッチングコイル回路は自動的に開きます。
フリートリップの有無は以下の方法で確認できます。 メイン接点の間に紙を置き、コンタクタ接点を閉じます。 スイッチはオンになっていますが、コンタクタの接点が閉じている間は、主接点は閉じてはならず、紙片を接点間の隙間から自由に取り除くことができます。コンタクタの接点が開くとすぐに、磁気アーマチュアが動作します。回転コイルコアの端から引き剥がすと、主接点が閉じます。 この場合、紙片が接点の間に挟まれて取り外すことができなくなります。
スイッチをオンにすると、特徴的なダブルノック音が聞こえます。1 回目はアーマチュアとスイッチング コイルのコアの衝突によるもので、2 回目は閉じた主接点の衝突によるものです。
スイッチ分極には、主電流コイルの電流の方向に応じて保持コイルの電流の方向を選択することが含まれます。
回路内の電流の方向が変化したときにスイッチが回路をオフにするために、保持コイルの電流の方向は、保持コイルと主電流コイルによって生成される磁束が一致するように選択されます。ターンオンコイルのコアの方向に。 したがって、電流が順方向に流れる場合、主回路電流はスイッチをオン位置に維持するのに役立ちます。
緊急モードでは、主電流の方向が反対方向に変化すると、ターンオンコイルのコア内で主電流コイルによって生成される磁束の方向が変化します。つまり、主電流コイルの磁束は変化します。保持コイルの磁束に向けられ、主電流の特定の値でターンオンコイルのコアが消磁され、トリップスプリングがサーキットブレーカーをトリップします。 性能は、スイッチング コイルのコアの磁束が減少する一方、主電流コイルのコアの磁束が増加するという事実によって大部分が決まります。
電流が順方向に設定電流を超えて増加したときにスイッチが回路をオフにするために、保持コイルの電流の方向は、ターンオンのコア内の保持コイルの磁束がオンになるように選択されます。順方向電流が流れると、コイルは主電流コイルの磁束に逆らう方向に向きます。 この場合、主電流の増加に伴いターンコイルコアの減磁が増加し、設定電流以上の主電流値でスイッチがオフします。
どちらの場合も設定電流は保持コイルの電流値を変更し、ギャップδ1を変更することで調整されます。
保持コイルの電流値は、コイルに直列に接続された付加抵抗の値を変えることで調整されます。
ギャップδ1を変化させると主電流コイルの磁束抵抗が変化します。 ギャップδ1が小さくなると磁気抵抗が小さくなり、切断電流の大きさが小さくなる。 隙間δ1は調整ねじ11により変更します。
スイッチのオン位置におけるストップ１４とアーマチュアレバー１５の頬との間の隙間δ２は、主接点の閉鎖の質を特徴付け、２〜５ｍｍ以内でなければならない。 この工場では、ギャップ δ2 が 4 ～ 5 mm のスイッチを生産しています。 隙間δ２の大きさは、軸２０を中心とするコンタクトレバー１９の回転角度を決定する。
ギャップδ２がない（ストップ１４がアーマチュアレバー１５の頬と接触している）ことは、主接点間の接触が不十分であるか、接触していないことを示している。 ギャップ δ2 が 2 mm 未満または 5 mm を超える場合は、主接点が下端または上端でのみ接触していることを示します。 ギャップδ2は、接点の摩耗が激しいため小さくなる可能性があり、この場合は接点が交換されます。
接触寸法が十分であれば、スイッチ機構全体をスイッチフレームに沿って移動させることによりギャップδ2を調整する。 機構を移動するには、機構をフレームに取り付けている 2 本のボルトを外します。
オフ位置でのメイン接点間の距離は 18 ～ 22 mm である必要があります。 定格電流 2000 A までのスイッチの主接点の押圧は 20 ～ 26 kg の範囲内、定格電流 3000 A のスイッチの場合は 26 ～ 30 kg の範囲内で行ってください。
図では、 図２のｂは、接点摩耗限界を指定した可動スイッチシステムを示す。 B寸法が16mm未満になると可動接点、A寸法が6mm未満になると固定接点が摩耗したとみなされます。
図では、 図 3 に、VAB-2 スイッチの詳細な制御図を示します。 この回路は、スイッチング コイルに短期間のパルスを供給し、電源ボタンが長時間押されたときに繰り返しスイッチがオンになることを許可しません。つまり、「リンギング」に対する保護を提供します。 保持コイルには常に電流が流れています。
スイッチをオンにするには、「オン」ボタンを押して、コンタクタ K とブロッキング RB のコイルの回路を閉じます。 この場合、コンタクタのみが作動し、VK スイッチング コイルの回路が閉じます。
アーマチュアが「オン」位置になるとすぐに、BA スイッチの遮断ブロック接点が閉じ、遮断接点が開きます。 ブロック接点の 1 つがコンタクタ K のコイルをバイパスし、スイッチング コイルの回路を遮断します。 この場合、ネットワーク電圧全体がブロッキングリレーRBのコイルに印加され、アクティブになると接点でコンタクタコイルを再びバイパスします。
スイッチを再びオンにするには、電源ボタンを開いて再度閉じる必要があります。
放電抵抗 CP は保持コイル DC と並列に接続されており、コイル回路が開放されたときの過電圧を低減します。 LEDの調整可能な抵抗により、保持コイルの電流を変更することができます。
電圧 110 V での保持コイルの定格電流は 0.5 A、同じ電圧で両セクションを並列接続した場合の回転コイルの定格電流は 80 A です。
米。 3. 電気図スイッチコントロール VAB-2: オフ。 - シャットダウンボタン、DK - 保持コイル、SD - 追加抵抗、CP - 放電抵抗、BA - スイッチブロック接点、LK、LZ - 赤と緑の信号ランプ、オン。 - 電源ボタン、K - 接触器とその接点、RB - ブロッキングリレーとその接点、VK - ターンオンコイル、AP - 自動スイッチ
動作回路の電圧変動は定格電圧の -20% ～ +10% まで許容されます。
VAB-2 スイッチを使用して回路をオフにする合計時間は 0.02 ～ 0.04 秒です。
負荷によりサーキットブレーカーが遮断したときのアークの消弧は、磁気ブラストを使用して消弧室で行われます。
磁気ブラストコイルは通常、スイッチの主固定接点と直列に接続されており、主電流が流れるバスバーのコイルであり、その中にスチールテープで作られたコアがあります。 接点上のアーク形成領域に磁場を集中させるために、スイッチの磁気ブラストコイルのコアには磁極片が付いています。
アーク消弧室（図４）はアスベストセメントで作られた平らな箱であり、その内部には２つの縦方向の隔壁４がある。ホーン１が室に設置され、その内部を室の回転軸が通過する。 このホーンは可動接点に電気的に接続されています。 もう一方のホーン７は固定接点に取り付けられている。 可動接点からホーン 1 へのアークの迅速な移行を確実にするには、接点からホーンまでの距離は 2 ～ 3 mm 以内である必要があります。
磁気ブラストコイル5の強力な磁場の影響下で接点2と6の間が切断されたときに発生する電気アークは、ホーン1と7に急速に吹き付けられ、長くなり、到来する空気の流れとホーンの壁によって冷却されます。部屋は仕切りの間の狭い隙間にあり、すぐに消えます。 消弧ゾーンのチャンバーの壁にセラミックタイルを挿入することをお勧めします。
1500 V 以上の電圧用のスイッチのアーク抑制チャンバー (図 5) は、600 V の電圧用のチャンバーとは大きく異なります。 全体寸法外壁にはガスを逃がすための穴があり、追加の磁気ブラスト装置も存在します。
米。 4. 電圧 600 V の VAB-2 スイッチのアーク抑制チャンバー: 1 と 7 - ホーン、2 - 可動接点、3 - 外壁、4 - 縦方向の隔壁、5 - 磁気ブラスト コイル、6 - 固定接点
米。 5. 1500 V の電圧用の VAB-2 スイッチのアーク抑制チャンバー: a - チャンバー設計、b - 追加の磁気ブラストを備えたアーク抑制回路。 1 - 可動接点、2 - 固定接点、3 - 磁気ブラスト コイル、4 および 8 - ホーン、5 および 6 - 補助ホーン、7 - 補助磁気ブラスト コイル、I、II、III、IV - 動作中のアークの位置消火プロセス
追加の磁気ブラスト装置は、2 つの補助ホーン 5 と 6 で構成され、その間にコイル 7 が接続されています。アークが長くなるにつれて、アークは補助ホーンとコイルを通って閉じ始めます。追加の磁気爆発を引き起こします。 すべてのチャンバーの外側には金属製のポールカバーが付いています。
迅速かつ安定したアーク消弧のためには、接点の広がりは少なくとも 4 ～ 5 mm である必要があります。
スイッチ本体は非磁性材料 - シルミン - でできており、可動接点に接続されているため、動作中は完全な動作電圧下にあります。
自動高速DCスイッチ VAT-42
直流遮断器の動作
動作中は、主要な接点の状態を監視する必要があります。 定格負荷時のそれらの間の電圧降下は 30 mV 以内である必要があります。
ワイヤーブラシ（ブラシブラシ）を使用して接点の酸化物を除去します。 たるみが現れた場合はやすりで取り除きますが、接点をやすりで元の平らな形状に戻すと、摩耗が早くなりますので行わないでください。
消弧室の壁から銅や炭素の堆積物を定期的に取り除く必要があります。
DC スイッチを検査する場合、ハウジングに対する保持コイルとスイッチング コイルの絶縁、および消弧室の壁の絶縁抵抗がチェックされます。 消弧室の絶縁は、消弧室を閉じた状態で主可動接点と固定接点の間に電圧を印加することによってチェックされます。
修理または長期保管後にスイッチを動作させる前に、チャンバーを 100 ～ 110 °C の温度で 10 ～ 12 時間乾燥させる必要があります。
乾燥後、チャンバーをスイッチに取り付け、可動接点と固定接点が開いているときに、チャンバーの可動接点と固定接点の反対側に位置する 2 点間の絶縁抵抗を測定します。 この抵抗は少なくとも 20 mOhm である必要があります。
スイッチ設定の校正は、定格電圧が 6 ～ 12 V の低電圧発電機から受け取った電流を使用して実験室で実行されます。
変電所では、負荷電流を使用するか、定格電圧 600 V の負荷レオスタットを使用して回路ブレーカーが校正されます。 DC スイッチを校正する方法は、主電流コイルのコアに取り付けられた直径 0.6 mm の PEL ワイヤを 300 回巻いた校正コイルを使用することをお勧めします。 コイルに直流電流を流すことにより、スイッチがオフになった瞬間のアンペアターン数で電流設定値が決まります。 以前に製造された最初のバージョンのスイッチは、オイル ダンパーの存在によって 2 番目のバージョンのスイッチと異なります。
コンテンツ：全部で 電気ネットワーク多数の装置が使用されており、その主な機能は、過電流や短絡からラインや機器を保護することです。 中でも、ネットワーク保護サーキットブレーカーは、保護だけでなく回路の切り替えも行う、普及が進んでいます。 したがって、回路ブレーカーは特定のセクションのオンとオフを切り替え、緊急事態の場合に保護された回路を切断することで電流の過負荷から保護します。
電気機械の種類
サーキットブレーカーは電源システムで広く使用されており、電気回路とネットワークに信頼性の高い保護を提供します。 家庭用器具そして電気機器。 彼らの主な仕事は、電源をオフにして適切なタイミングで回路の電源を切ることです。 電流。 回路ブレーカーは、短絡時や、ネットワークの過負荷によりワイヤが加熱したときにトリガーされます。
ネットワーク回路ブレーカーは DC 回路と AC 回路で動作でき、ユニバーサル デザインはネットワーク内のいかなる電流の存在下でも動作できます。 設計に従って、それらは 3 つのタイプに分類され、他のタイプのサーキット ブレーカーの基礎として機能します。
- エアガン。 これらは、回路内の電流が数千アンペアに達する可能性がある工業生産で使用されます。
- 成型ケースに入った機械。 16 ～ 1000 A の広い動作範囲が特徴です。
- モジュール式マシン。 アパートや民家で広く使用されています。 名前は標準幅を指し、極数に応じて 17.5 mm の倍数になります。 つまり、1 つのブロックで複数のスイッチを同時に使用できます。
ほとんどの保護装置は 220 または 380 V のネットワークに設置されているため、すべての回路ブレーカーは定格電流と電圧に応じて分割されています。
サーキットブレーカーには、電流制限型または非電流制限型があります。 最初のケースでは、機械はシャットダウン時間が非常に短い値に設定されているスイッチであり、その間、短絡電流が最大値に達する時間がありません。
自動機は極数によって分類され、1 極、2 極、3 極、4 極があります。 これらには、最大、独立、最小、またはゼロ電圧リリースが装備されています。 デバイスが正常で高速かつ選択的である場合、応答速度は非常に重要です。 一部のデバイスでは組み合わせが可能です 技術特性。 一部のモデルにはフリー接点が装備されており、導体はさまざまな方法でそれらに接続されます。
機械に取り付けられているレリーズまたはサーキットブレーカーの設計に応じて、さまざまなタイプに分類されます。 これらの要素が遊びます 重要な役割磁気と熱に分けられます。 最初のケースでは、回路ブレーカーは高速回路ブレーカーであり、短絡に対する保護を提供します。 応答時間の範囲は 0.005 ～ 3 ～ 4 秒です。 熱放出は非常にゆっくりと動作するため、主に過負荷保護に使用されます。 この要素の基礎はバイメタル プレートであり、負荷が増加すると発熱します。 応答時間は 3 ～ 4 秒から数分の範囲です。
さらに、マシンはシャットダウンの種類ごとに分類されます。 A、B、C、D、K、Zの各タイプ。たとえば、タイプAは配線長が長い回路を開放する場合に使用され、半導体デバイスをしっかり保護します。 動作限界は 2 ～ 3 定格電流です。 タイプ B は汎用照明システムで使用され、動作しきい値は 3 ～ 5 定格電流です。 各タイプのマシンに関する詳細情報は表から取得できます。
サーキットブレーカーのリリースの種類
サーキットブレーカーで使用されるすべてのリリースは 2 つのグループに分類できます。 最初のグループには、電気回路を保護し、過電流が発生したときに重大な状況の始まりを認識できるデバイスが含まれます。 作動の結果、主要な連絡先の分岐により、事故のさらなる発展は停止します。
2 番目のリリース グループは、マシンの基本パッケージに含まれていない追加のデバイスによって表されます。 ご要望に応じて、以下をインストールできます。
- 独立したリリースにより、補助回路から信号を受信したときに、遠隔から回路ブレーカーをオフにすることができます。
- 不足電圧の解除。 電圧が許容限界を下回った場合、マシンをシャットダウンします。
- ゼロ電圧解除。 大幅な電圧降下が発生すると接点が開きます。
放熱
図に示されているサンプル熱リリースは、バイメタル プレートの形で作成されています。 加熱プロセス中に、曲がったり、形状が変化したり、リリース機構に影響を与えます。 プレートを製造するには、2 つの金属ストリップを互いに機械的に接続します。 各テープの材料の熱膨張係数は異なります。 接続は、はんだ付け、溶接、またはリベット留めによって行われます。 プレートの曲がりは、加熱中の長さの異なる変化によって形成されます。 サーマルリリースは過負荷電流に対する保護を提供し、指定された動作モード用に構成できます。
サーマルリリースの主な利点は、振動に対する高い耐性、摩擦部品がないこと、汚れた状態でも作業できることです。 シンプルなデザインと低コストが特徴です。 短所としては、電力消費が一定であること、温度変化に敏感であること、外部源によって加熱された場合に誤警報が発生する可能性があることが挙げられます。
瞬時に動作する電磁リリースも広く使用されています。 構造的には、リリース機構に作用するコアを備えたソレノイドの形で作られています。 超電流がソレノイド巻線に流れると、コアを動かす磁界が発生し、同時にリターン スプリングの抵抗に打ち勝ちます。
電磁リリースは、短絡が発生した場合にトリガーされるように構成されており、その値は 2 ～ 20 ln です。 つまり、ln の値は 200 A になります。設定誤差は、指定された値から一方向または別の方向に 20% 発生する可能性があります。 したがって、電力回路ブレーカーのトリップ設定はアンペアまたは定格電流の倍数で示されます。 モジュラー回路ブレーカーには、B (3-5)、C (5-10)、および D (10-50) で指定された保護特性があり、デジタル値は接点の分離が発生する最大定格電流 ln に対応します。
電磁解除
電磁リリースの主な利点は、振動、衝撃、その他の機械的影響に対する耐性、および装置の修理とメンテナンスを容易にする設計の単純さです。 欠点としては、時間遅延のない瞬時の動作と、動作中に磁界が発生することが挙げられます。
時間の遅れは、 非常に重要選択性が確保されるためです。 選択性または選択性がある場合、入力マシンは短絡の存在を認識しますが、一定の設定時間の間スキップされます。 この期間中、下流の保護装置が動作して、オブジェクト全体ではなく、損傷した領域のみを停止する時間が必要です。
多くの場合、熱リリースと電磁リリースは、両方の要素を直列に接続することによって一緒に使用されます。 この組み合わせは、複合リリースまたは熱磁気リリースと呼ばれます。
半導体リリース
より複雑なデバイスには、半導体リリースが含まれます。 それらのそれぞれには、制御ユニット、交流用の計器用変圧器または直流用の磁気増幅器、および独立したリリースの機能を実行する作動電磁石が含まれています。 コントロールユニットを使用してユーザー定義プログラムが設定され、そのガイダンスに従ってメイン接点が解放されます。
設定プロセス中に、次のアクションが実行されます。
- 機械の定格電流を調整します
- 過負荷および短絡ゾーンの時間遅延が調整されます。
- 短絡応答設定が決定されます。
- 保護スイッチが単相スイッチングによってトリガーされるように構成します。
- 短絡により選択性モードが瞬時モードに変更されるときの時間遅延を無効にするスイッチを設定します。
電子リリース
電子リリースの設計は、同様の半導体デバイスの設計に似ています。 また、電磁石、測定装置、制御ユニットで構成されます。 動作電流値と保持時間を段階的に設定しており、短絡や突入電流が発生しても動作を保証します。
これらのデバイスの利点は、さまざまな設定と選択機能、インストールされたプログラムの高精度での動作、パフォーマンスと動作の理由のインジケーターの存在、マシンの上下にあるスイッチとの論理選択的通信です。
欠点としては、価格が高いこと、制御ユニットが壊れやすいこと、電磁場の影響を受けやすいことが挙げられます。
モジュラー DC サーキット ブレーカー、またはより簡単に言うとサーキット ブレーカーは、電気ネットワーク、電気設備、通信キャビネット、および自動化パネルで使用されます。 なぜモジュラーと呼ばれるのでしょうか? 重要なことは、それらは標準的なコンパクトなケースで製造され、単極、二極、または三極のデバイスで構成できる単極モジュールであるということです。 既存の規格によれば、このようなポールの幅は 17.5 mm です。
直流サーキットブレーカーとは異なります 定期的な話題短絡または過負荷が発生した場合に回路を自動的に遮断します。 デバイスの設計には、いくつかの主要な要素が含まれます。
最新の回路ブレーカーには 2 つのリリース (保護装置) が含まれています。
上記のことから、DC スイッチは次の問題を解決できることがわかります。
DC サーキット ブレーカーは、主に極性があるという点で AC サーキット ブレーカーと異なります。 接続するときはこれを考慮する必要があります。
主な利点
自動スイッチは、次のような多くの利点により広く普及しています。
さらに、直流で動作する回路ブレーカーは 6 ～ 125 A のさまざまな電流定格で入手できるため、あらゆる機器や電気ネットワークに合わせて選択できます。
重要な機能
直流動作用のサーキットブレーカーには次の主な特徴があります。
上で述べたように、文字指定は時間と電流の特性に使用されます。
したがって、ネットワークを確実に保護するには、サーキットブレーカーを選択する際に、機器やケーブルの特性に応じてその特性を選択する必要があります。
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から知っている人も多いでしょう 学校のコース物理学では、電流は交流的で一定である可能性があります。 もし私たちが交流の使用についてまだ自信を持って言えるのであれば（すべての家庭用受電器は交流で電力を供給されています）、私たちは直流について事実上何も知らないということになります。 しかし、DC ネットワークがあるということは、消費者が存在することを意味し、したがって、そのようなネットワークも保護する必要があります。 この記事では、DC 消費者がどこに存在するのか、またこの種の電流に対する保護装置の違いは何なのかを見ていきます。
どちらのタイプの電流も他のタイプより「優れている」というわけではありません。それぞれが特定の問題の解決に適しています。交流は長距離の発電、送電、配電に最適ですが、直流は特殊な産業施設や太陽エネルギーの設置に応用されます。 、データセンター、変電所など。
変電所用 DC 配電盤
AC と DC の違いを理解すると、DC サーキットブレーカーが直面する課題を明確に理解できます。 工業用周波数 (50 Hz) の交流は、電気回路内で 1 秒あたり 50 回方向を変え、同じ回数だけゼロ値を「通過」します。 この電流値のゼロへの「遷移」は、電気アークの急速な消弧に寄与します。 DC 回路では、電圧値は一定であり、電流の方向も時間の経過とともに一定です。 この事実により、DC アークを消すことが非常に困難になるため、特別な設計ソリューションが必要になります。
切断時の通常モードと過渡モードを組み合わせたグラフ: a) 交流。 b) 直流
そのような解決策の 1 つは、永久磁石の使用です (3)。 磁場中でのアークの動きは、最大 1 kV までの機器の消火方法の 1 つであり、モジュール式回路ブレーカーで使用されます。 本質的に導体である電気アークは磁場の影響を受け、消弧室に引き込まれ、そこで最終的に消弧されます。
1 - 可動接点
2 - 固定接点
3 - 銀含有接点のはんだ付け
4 - 磁石
5 - 消弧室
6 - ブラケット
極性を守る必要があります
AC サーキット ブレーカーと DC サーキット ブレーカーのもう 1 つの、おそらく重要な違いは、後者には極性があることです。
単極および双極 DC サーキットブレーカーの配線図
2 極サーキット ブレーカー (保護された極が 2 つある) を使用して単相 AC ネットワークを保護する場合、どの極に相導体または中性線を接続しても違いはありません。 回路ブレーカーを DC ネットワークに接続する場合は、正しい極性に注意する必要があります。 単極 DC スイッチを接続する場合は端子「1」に電源電圧が供給され、2 極 DC スイッチを接続する場合は端子「1」と「4」に電源電圧が供給されます。
なぜこれがそれほど重要なのでしょうか? 見て ビデオ。 ビデオの著者は、10 アンペアのスイッチを使用していくつかのテストを実施しています。
- 正しい極性でネットワークのスイッチをオンにしても、何も起こりません。
- スイッチは逆極性でネットワークに設置されます。 ネットワークパラメータ U=376 V、I=7.5 A。 結果: 強い煙が発生し、その後スイッチが点火しました。
- スイッチは正しい極性で取り付けられており、回路内の電流は定格の 4 倍である 40 A です。 熱保護は、当然のことながら、数秒後に保護された回路を開きました。
- 最後で最も厳しいテストは、同じ 4 倍の過電流と逆極性を使用して実行されました。 結果はすぐに現れました - 瞬間的な点火でした。
したがって、DC サーキットブレーカーは、代替エネルギー施設、産業プロセスの自動化および制御システムなどに使用される保護装置です。保護特性 Z、L、K の特別バージョンにより、産業企業のハイテク機器の保護が可能になります。